NIÊN LUẬN ĐIỆN TỬ 1
THIẾT KẾ
MẠCH DAO ĐỘNG CẦU WIEN
Sinh viên thực hiện Cán bộ hƣớng dẫn
Đinh Hùng Dương Ks, Huỳnh Kim Hoa
MSSV: 1080905
Cần Thơ , 11-2012
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
NIÊN LUẬN ĐIỆN TỬ 1
THIẾT KẾ
MẠCH DAO ĐỘNG CẦU WIEN
Sinh viên thực hiện Cán bộ hướng dẫn
Đinh Hùng Dương Ks, Huỳnh Kim Hoa
MSSV: 1080905
Niên luận đã nộp và đánh giá vào ngày …. tháng …. năm …..
Kết quả đánh giá: Cán bộ đánh giá: .
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
LỜI CAM ĐOAN
Nhằm kiểm chứng lại lý thuyết về mạch dao động, củng cố kiến
thức về lý thuyết thông qua việc thực hành ráp mạch. Các mạch dao động
nói chung và mạch dao động tạo sóng sin nói riêng là thành phần cơ bản
không thể thiếu của nhiều mạch điện tử thông dụng. Vì vậy, em chọn
mạch cầu Wien - một dạng mạch tạo sóng sin tần số thấp để làm niên luận
cho mình.
Trong quá trình thực hiện đề tài, có thể còn nhiều thiếu sót do kiến
thức hạn chế nhưng những nội dung trình bày trong quyển báo cáo này là
những hiểu biết và thành quả của em đạt được dưới sự hướng dẫn của cô
Huỳnh Kim Hoa.
Em xin cam đoan rằng: những nội dung trình bày trong quyển báo
cáo niên luận 1 này không phải là bản sao chép từ bất kỳ công trình đã có
trước nào. Nếu không đúng sự thật, em xin chịu mọi trách nhiệm trước
nhà trường.
Cần Thơ, ngày 20 tháng 11 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Đinh Hùng Dương
Niên luận 1 Trường Đại học Cần Thơ
1
MẠCH DAO ĐỘNG CẦU WIEN
Đinh Hùng Dương1, Huỳnh Kim Hoa2
ABSTRACT
This report is about Wien bridge oscillator, a basic electronic circuit using
operational amplifier (OP-AMP). The circuit is used for generate a low-frequency
sine wave, it is useful for man popular l ctronic quipm nts Th signal
param t rs ar a just turning liqui controll rs Th ar r qu nc ma
h amplitu ma 1000 mV), and deformation.
Keywords: Theory of Analog, Oscillator circuits, Wien bridge oscillator
TÓM TẮT
Đâ là một ài áo cáo về việc thiết kế mach ao động cầu Wi n môt loại
mạch tạo ao động sử ụng IC khu ếch đại thuật toán OP-AMP Mạch tạo ra
được tín hiệu sin tần số thấp có rất nhiều ứng ụng rộng rãi trong các thiết ị
điện tử hiện na . Các thông số của mạch như tần số iên độ và độ iến ạng
được điều chỉnh ằng các iến trở Mạch có thế phát ra tần số không quá h
iên độ đỉnh không quá 1V có khả năng điều chỉnh được iến ạng
Từ khóa: Mạch tương tự, mạch tạo dao động, mạch cầu Wien
1. GIỚI THIỆU
Với mục đích khảo sát lại lý thuyết về mạch dao động tạo sóng sin tần
số thấp và thực hành lắp ráp các mạch điện tử căn bản. Qua đó giúp củng
cố kiến thức về lý thuyết cũng như nâng cao kỹ năng thực hành. Trong niên
luận I này, mạch dao động cầu Wien sử dụng OP-AMP sẽ được đề cập đến.
Thực chất đây cũng là một dạng dao động dịch pha dùng OP-AMP ráp
theo kiểu khuếch đại không đảo. Thiết kế này dựa trên thiết kế được trình
bày trong mục 10.1.2, chương 10, giáo trình Mạch điện tử ( Trương Văn
Tám, 2003)
Mục tiêu thiết kế của đề tài là một mạch dao động sóng sin tần số thấp
hơn 1khz, mạch có thể điều chỉnh được biên độ, tần số và độ biến dạng của
tín hiệu.
2. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN
2.1. Tổng quan
Thực hành là cách tốt nhất để khảo sát lại lý thuyết. Ngày nay, với sự hỗ
trợ ngày càng mạnh mẽ của các phần mềm mô phỏng tín hiệu và vẽ mạch
in, việc khảo sát các mạch điện tử từ căn bản đến phức tạp được tiết kiệm
hơn cả về thời gian và chi phí. Niên luận này sẽ trình bày cách thiết kế
mạch cầu Wien từ các khối cơ bản có thể điều chỉnh được biên độ, tần số
và độ biến dạng dựa trên việc tìm hiểu lý thuyết, ứng dụng các phần mềm
mô phỏng và vẽ mạch in để hoàn thành sản phẩm thực tế.
1Sinh viên lớp Kỹ Thuật Điều Khiển, MSSV:1080905, Email: dhduong05@student.ctu.edu.vn
2Bộ môn Tự Động Hóa, Khoa Công Nghệ, Trường Đại Học Cần Thơ
Niên luận 1 Trường Đại học Cần Thơ
2
2.2. Cơ sở lý thuyết
2.2.1. Mạch khuếch đại hồi tiếp
Nếu pha của vf lệch 1800 so với vs, ta có hồi tiếp âm.
Nếu pha của vf cùng pha với vs (hay lệch 3600), ta có hồi tiếp dương. Độ
lợi của mạch khi có hồi tiếp:
s
fs
v
s
i
is
fv
vv
A
v
v
v
v
v
v
A
..
00
v
v
ffvvfv
s
v
s
f
vA
A
AAAAAA
v
v
A
v
v
A
1
111 0
Theo chuẩn cứ Barkausen, điều kiện để có dao động là
1
v
A
, mạch dễ dao động nhưng tín hiệu biến dạng.
1
v
A
và gần bằng 1, mạch chậm ổn định nhưng tín hiệu ít bị biến dạng.
2.2.2. Dao động dịch pha
o Còn được gọi là mạch dao động RC.
o Gồm hai phần chính là hệ thống khuếch đại và hệ thống hồi tiếp.
o Có thể dùng BJT, FET hoặc Op-Amp.
2.2.3. Op-Amp
Op – Amp là linh kiện điện tử phổ biến, cấu tạo căn bản gồm một đầu
vào vi sai, ngõ ra là một nguồn áp phụ thuộc.Op – Amp thường được
dùng để thiết kế các mạch khuếch đại, vi phân, tích phân,... Op – Amp
hoạt động bằng nguồn đôi được nối tương ứng với hai ngã vào VCC+ và
VCC-. Op-Amp 741 là một trong những loại thường được sử dụng –xem
Hình 1.
Khuếch đại
A
AvAv
Hệ thống hồi tiếp
vS
vi
vf
v0
0
0
v
v
v
v
Av
vvv
f
i
fsi